实验1二阶系统单位阶跃响应分析一。实验目的1掌握动态性能指标的分析方法。2.研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响。二实验内容1．观测二阶系统的阶跃响应，测量超调量、峰值时间、调节时间，并研究参数变化对动态性能和稳定性的影响。2．观测三阶系统的阶跃响应，测量超调量、峰值时间、调节时间，并研究参数变化对动态性能和稳定性的影响。三。实验原理1.典型二阶系统典型二阶系统的结构图如图1所示：R(s)E(s)C(s)+xTOS图2.1.1KK其中K=其开环传递函数为G(s)s(T,s + 1)T。2KI T。了+250,3+·其中，0.%5-忘其闭环传递函数为G(s)=2二阶系统的模拟电路如图2所示，调节R.分析二阶系统的几种情况（过阻尼欠阻尼、临界阻尼等）。注：R接IMQ电阻（或200kQ电阻），改变元件参数R大小，观察不同参数时的时域响应曲线
实验 1 二阶系统单位阶跃响应分析 一．实验目的 1．掌握动态性能指标的分析方法。 2．研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响。 二．实验内容 1．观测二阶系统的阶跃响应，测量超调量、峰值时间、调节时间，并研究 参数变化对动态性能和稳定性的影响。 2．观测三阶系统的阶跃响应，测量超调量、峰值时间、调节时间，并研究 参数变化对动态性能和稳定性的影响。 三．实验原理 1．典型二阶系统 典型二阶系统的结构图如图 1 所示： 其开环传递函数为 1 1 1 ( ) , ( 1) o K K G s K s T s T = = + 其中 ， 其闭环传递函数为 2 2 2 ( ) 2 n n n G s s s ω ξω ω = + + ，其中， 1 11 1 2 1 , K T T TT K o o ωn = ξ = 二阶系统的模拟电路如图 2 所示，调节 Rx 分析二阶系统的几种情况（过阻尼、 欠阻尼、临界阻尼等）。注：Rx 接1MΩ 电阻（或200kΩ电阻），改变元件参数 Rx 大小，观察不同参数时的时域响应曲线
Rx为11电位器200kluCCruRR10kVRo200kDRiugrt)200k公公u15+R=10200k100k1nullc(t)中-2.典型三阶系统典型三阶系统的结构如图3所示：E(s)R(s)C(s)K2K1Tis+1T25+1Tos图2.2.1KK,K2其中K=其开环传递函数为G(s)=模拟电路如图4T。s(Tjs + 1)(T2s + I)所示：200k10r100r(t) 200k500100k200k100k中Rc(t)R10k4R 10kA图2.2.2K该系统开环传递函数为G(s)H(s)=K=500/R，R的单s(0.1s +1)(0.5s+1)位为kQ。系统特征方程为s°+12s2+20s+20K=0，由劳斯判据得到：系统稳定（012）
2．典型三阶系统 典型三阶系统的结构如图 3 所示： 其开环传递函数为 ( )(1 )1 )( 1 + 2 + = sTs sT K sG ，其中 To K K K 21 = ，模拟电路如图 4 所示： 该系统开环传递函数为 ( ) ( ) , 500 / (0.1 1)(0.5 1) x K G s H s K R s s s = = + + ， Rx 的单 位为 kΩ 。系统特征方程为 3 2 s s s K + + + = 12 20 20 0，由劳斯判据得到：系统稳定 （012）
根据K求取R，R接IMQ电阻（或200kQ电阻），改变元件参数R大小。改变R即可改变K，进而改变K，得到三种不同情况下的实验结果。画出该系统的阶跃响应曲线，分别对应系统处于不稳定、临界稳定和稳定的三种情况。四.实验步骤1.使用Multisi14.0搭建典型二阶系统电路图，并按实验原理进行分析。调节R分析二阶系统的几种情况（过阻尼、欠阻尼、临界阻尼等），用坐标纸画出该系统的阶跃响应曲线。（仿真电路图自拟）2.使用Multisil4.0搭建三阶系统电路图，并按实验原理进行分析。调节R分析三阶系统的几种情况（稳定、不稳定、临界稳定等），用坐标纸画出该系统的阶跃响应曲线：3.写出实验结论
根据 K 求取 Rx ， Rx 接1MΩ 电阻（或200kΩ电阻），改变元件参数 Rx 大小。 改变 Rx 即可改变 K2，进而改变 K ，得到三种不同情况下的实验结果。 画出该系统的阶跃响应曲线，分别对应系统处于不稳定、临界稳定和稳定的 三种情况。 四. 实验步骤 1.使用 Multisi14.0 搭建典型二阶系统电路图，并按实验原理进行分析。调节 Rx 分析二阶系统的几种情况（过阻尼、欠阻尼、临界阻尼等），用坐标纸画出该 系统的阶跃响应曲线。（仿真电路图自拟） 2.使用 Multisi14.0 搭建三阶系统电路图，并按实验原理进行分析。调节 Rx 分 析三阶系统的几种情况（稳定、不稳定、临界稳定等），用坐标纸画出该系统的 阶跃响应曲线： 3.写出实验结论
实验2根轨迹法分析一、实验目的1.掌握分析控制系统根轨迹的一般规律；2.利用根轨迹图进行系统性能分析：3.研究开环零极点对系统性能的影响二、实验原理根轨迹是当系统中某参数（如开环根轨迹增益K）由0→8变化时，系统的闭环极点在s平面上移动的轨迹。求出不同K值时的闭环极点，在s平面上逐点绘制即可得到系统的闭环根轨迹。根轨迹法分析的基本思路是：在已知开环零、极点分布的基础上，依据根轨迹法则，确定闭环零、极点的分布。再利用主导极点的概念，对系统的阶跃响应进行定性分析和定量估算。控制系统的结构图如图1所示。R(s)C(s)G(s)H(s)图 1系统结构图G(s)(2-1)闭环传递函数为：Gs(s)=1+G(s)H(s)(2-2)开环传递函数为：G,(s)=G(s)H(s)II(s-z,)(2-3)将G(s)写成以下标准型，得G(s)=KII(s- p,)式中：K为根轨迹增益或称传递函数系数；P分别为开环零点和极点。闭环传递函数的极点就是闭环特征方程：1+G(s)=0的根。I(s-z)即，满足G(s)=-1或者K.-(2-4)--II(s- p,)i-
实验 2 根轨迹法分析 一、实验目的 1.掌握分析控制系统根轨迹的一般规律； 2.利用根轨迹图进行系统性能分析； 3.研究开环零极点对系统性能的影响 二、实验原理 根轨迹是当系统中某参数（如开环根轨迹增益 K ）由0 → ∞ 变化时，系统的 闭环极点在 s 平面上移动的轨迹。求出不同 K 值时的闭环极点，在 s 平面上逐点 绘制即可得到系统的闭环根轨迹。根轨迹法分析的基本思路是：在已知开环零、 极点分布的基础上，依据根轨迹法则，确定闭环零、极点的分布。再利用主导极 点的概念，对系统的阶跃响应进行定性分析和定量估算。控制系统的结构图如图 1 所示。 图 1 系统结构图 闭环传递函数为： ( ) ( ) 1 ( ) ( ) B G s G s G s H s = + （2-1） 开环传递函数为： ( ) ( ) ( ) G s G s H s k = （2-2） 将 ( ) G s k 写成以下标准型，得 * 1 1 ( ) ( ) ( ) m j j k n i i s z G s K s p = = − = ⋅ − ∏ ∏ （2-3） 式中: * K 为根轨迹增益或称传递函数系数； j i z p ， 分别为开环零点和极点。 闭环传递函数的极点就是闭环特征方程：1 ( ) 0 + = G s k 的根。 即，满足G s)( = −1 k 或者 * 1 1 ( ) 1 ( ) m i i n j j s z K s p = = − ⋅ = − − ∏ ∏ （2-4） R s)( - C s)( G s)( H s)(
的点，就是闭环系统的极点，也称闭环特征方程的根。1(s-2)称G(s)=-1 或者K.-=-1为根轨迹方程。(s- p.)i=l由于G(s)是复数，根轨迹方程可以写为：IG(s)IZG,(s)=-1（2-5）其满足幅值和相角条件，又可以表示为式1(s-z,)1K.=1(s- p,)I(2-6)2Z(s-z)-2Z(s- P)=±(2 + 1)元, = 0,1,2.=li=l式（2-6）中的两个表达式分别称为满足根轨迹方程的幅值条件和相角条件。这里特别提醒，注意根轨迹增益K与开环增益K的区别，根轨迹考查K变化（0～8）时，根的变化情况。控制系统的根轨迹分析即应用闭环系统的根轨迹图，分析系统的稳定性、计算系统的动态性能和稳态性能，或在根轨迹图上可以进行反馈系统的综合或校正。当系统的根轨迹段位于左半s平面时，系统稳定。否则，系统必然存在不稳定的闭环根。当系统为条件稳定时，根轨迹与s平面的交点即其临界稳定条件。利用根轨迹得到闭环零、极点在s平面的分布情况，可以写出系统的闭环传递函数，进行系统动态性能的分析。系统的闭环零点由系统的开环传递函数直接给出，系统的闭环极点需应用根轨迹图试探确定。如果系统满足闭环主导极点的分布规律，可以应用闭环主导极点的概念把高阶系统简化为低阶系统，对高阶系统的性能近似估算。根轨迹是根据开环零、极点的分布绘制的，系统开环零、极点的分布影响着根轨迹的形状。通过附加开环零、极点，可以改造系统根轨迹的形状，使系统具有满意的性能指标。增加一个开环实零点，将使系统的根轨迹向左偏移，提高了系统的稳定度，并有利于改善系统的动态性能。开环负实零点离虚轴越近，这种作用越大。增加一个开环实极点，将使系统的根轨迹向右偏移，降低了系统的稳定度，有损于系统的动态性能，使得系统响应的快速性变差。开环负实极点离虚
的点，就是闭环系统的极点，也称闭环特征方程的根。 称G s)( = −1 k 或者 * 1 1 ( ) 1 ( ) m j j n i i s z K s p = = − ⋅ = − − ∏ ∏ 为根轨迹方程。 由于G s)( k 是复数，根轨迹方程可以写为：| G s |)( ∠G s)( = −1 k k （2-5） 其满足幅值和相角条件，又可以表示为式： * 1 1 1 1 | ( ) | 1 | ( ) | ( ) ( ) (2 1) , 0,1,2. m j j n i i m n j i j i s z K s p s z s p k k π = = = = − ⋅ = − ∠ − − ∠ − = ± + = ∏ ∏ ∑ ∑ （2-6） 式（2-6）中的两个表达式分别称为满足根轨迹方程的幅值条件和相角条件。 这里特别提醒，注意根轨迹增益 * K 与开环增益 K 的区别，根轨迹考查 * K 变化 （0～∞）时，根的变化情况。 控制系统的根轨迹分析即应用闭环系统的根轨迹图，分析系统的稳定性、计 算系统的动态性能和稳态性能，或在根轨迹图上可以进行反馈系统的综合或校正。 当系统的根轨迹段位于左半s 平面时，系统稳定。否则，系统必然存在不稳定的 闭环根。当系统为条件稳定时，根轨迹与s 平面的交点即其临界稳定条件。利用 根轨迹得到闭环零、极点在 s 平面的分布情况，可以写出系统的闭环传递函数， 进行系统动态性能的分析。系统的闭环零点由系统的开环传递函数直接给出，系 统的闭环极点需应用根轨迹图试探确定。如果系统满足闭环主导极点的分布规律， 可以应用闭环主导极点的概念把高阶系统简化为低阶系统，对高阶系统的性能近 似估算。 根轨迹是根据开环零、极点的分布绘制的，系统开环零、极点的分布影响着 根轨迹的形状。通过附加开环零、极点，可以改造系统根轨迹的形状，使系统具 有满意的性能指标。增加一个开环实零点，将使系统的根轨迹向左偏移，提高了 系统的稳定度，并有利于改善系统的动态性能。开环负实零点离虚轴越近，这种 作用越大。增加一个开环实极点，将使系统的根轨迹向右偏移，降低了系统的稳 定度，有损于系统的动态性能，使得系统响应的快速性变差。开环负实极点离虚
轴越近，这种作用越大。开环零点和极点重合或相近时，二者构成开环偶极子。合理配置偶极子中的开环零极点，可以在不影响动态性能的基础上，改善系统的稳态性能。基本命令在进行根轨迹绘制时，MATLAB用函数命令rlocus（numden）在屏幕上绘制根轨迹图。增益K的值是自动确定的（向量K包含了为其计算闭环极点的所有增益值）。对以状态空间形式定义的系统，rlocus(A,B,C,D)按照自动确定的增益向量来绘制该系统的根轨迹。应注意的是，命令rlocus(num.den.K）和rlocus（AB.C.DK）可以采用用户提供的增益向量K来绘制根轨迹。如果希望用符号“。”或“×”绘制根轨迹，则必须采用如下命令：r=rlocus(num,den)plot(r,o)或plot(r,x)K (s+1I)要注意，由于增益向量是自动确定的，所以G(s)H(s)=s(s +2)(s+3)10K(s+1)200K(s+1)G(s)H(s)= -G(s)H(s)= 根轨迹图是完全相同的。s(s + 2)(s + 3)s(s + 2)(s+ 3)对于这3个系统而言，系统的num和den都是一样的：num=[0 01 1]den=[1 5 6 0]对于开环传递函数的分母是由一些一阶环节项和二阶环节项的乘积确定的情况，必须将这些项相乘来获得s的多项式。这些项的相乘很容易采用下面的conv（卷积）命令来完成。例如：a=[1 1 0]a=s(s+l):b=s2+4s+16:b=[1 4 16]采用命令c=conv（a,b）就得到了两个多项式a和b的乘积。若要求s2+4s+16=0的根，可使用roots命令，例如：b=[1 4 16]
轴越近，这种作用越大。开环零点和极点重合或相近时，二者构成开环偶极子。 合理配置偶极子中的开环零极点，可以在不影响动态性能的基础上，改善系统的 稳态性能。 基本命令 在进行根轨迹绘制时，MATLAB 用函数命令 rlocus (num,den )在屏幕上绘制 根轨迹图。增益 K 的值是自动确定的（向量 K 包含了为其计算闭环极点的所有 增益值）。 对以状态空间形式定义的系统，rlocus(A,B,C,D)按照自动确定的增益向量 来绘制该系统的根轨迹。应注意的是，命令 rlocus（num,den,K）和 rlocus（A,B,C,D， K）可以采用用户提供的增益向量 K 来绘制根轨迹。 如果希望用符号“”或“×”绘制根轨迹，则必须采用如下命令： r=rlocus(num,den) plot(r,‘o’)或 plot(r,‘x’) 要注意，由于增益向量是自动确定的，所以 * ( 1) ( ) ( ) ( 2)( 3) K s G s H s s s s + = + + ， * 10 ( 1) ( ) ( ) ( 2)( 3) K s G s H s s s s + = + + ， * 200 ( 1) ( ) ( ) ( 2)( 3) K s G s H s s s s + = + + ，根轨迹图是完全相同的。 对于这 3 个系统而言，系统的 num 和 den 都是一样的： num=[0 0 1 1] den=[1 5 6 0] 对于开环传递函数的分母是由一些一阶环节项和二阶环节项的乘积确定的 情况，必须将这些项相乘来获得 s 的多项式。这些项的相乘很容易采用下面的 conv（卷积）命令来完成。 例如： a s s = + ( 1)： a=[1 1 0] 2 b s s = + + 4 16： b=[1 4 16] 采用命令 c=conv（a,b）就得到了两个多项式 a 和 b 的乘积。 若要求 2 s s + + = 4 16 0的根，可使用 roots 命令， 例如： b=[1 4 16]
r=-roots (b)等直线和等の圆在复平面内，一对共轭复数极点的阻尼系数可以借助从负实轴测量的角度β表示。换句话说，等阻尼系数的直线是穿过原点的射线。阻尼系数决定了极点的角位置，而该极点与原点的距离则由无阻尼自然振荡角频率の确定，等の线是一系列的圆。为了利用MATLAB在根轨迹图上绘制等直线和等の,圆，可以采用命令sgrid在根轨迹图上绘制极坐标网格线。如希望得到特定的直线轨迹（如=0.5和=0.707）及特定的,的圆轨迹（如の,=0.5的圆、,=1的圆和の=2的圆），可以采用如下命令：sgrid([0.5,0.707],[0.5,1,2]求根轨迹上任意点的增益K在闭环系统的MATLAB分析中，经常希望得到根轨迹上任意点的增益值K，可以采用命令[K,r]=rlocfind(num，den)或[K,r]=rlocfind（A,B,C,D)之一来完成，其中r是闭环极点。命令rlocfind（必须在rlocus之后调用）将可移动的x-y坐标系覆盖在屏幕上。使用鼠标将x-y坐标系的原点置于根轨迹上希望的点并点击鼠标键，MATLAB就会显示该点的坐标、该点的增益值及与该增益值对应的闭环极点。如果所选的点不在根轨迹上，那么命令rlocfind就给出该点的坐标、该点的增益值及与这个K值相应的的闭环极点位置。注意，s平面上的每个点都对应一个增益值。三、实验内容1.考虑如图所示的系统，其开环传递函数如下所示，试用MATLAB绘制a取不同值时的根轨迹，并分析α对系统性能的影响（要求写出程序和分析过程）。（提示：可参考P117例4-12和例4-13）+KG(s)R(s)-+ Y(s)K*K'(s+a)(a) G(s)=(b) G(s)=s(s +a)(s+2)s(s2 +2s +2)
r=roots（b） 等ξ 直线和等ωn 圆 在复平面内，一对共轭复数极点的阻尼系数ξ 可以借助从负实轴测量的角度 β 表示。换句话说，等阻尼系数ξ 的直线是穿过原点的射线。阻尼系数决定了极 点的角位置，而该极点与原点的距离则由无阻尼自然振荡角频率ωn 确定，等ωn 线 是一系列的圆。 为了利用 MATLAB 在根轨迹图上绘制等ξ 直线和等ωn 圆，可以采用命令 sgrid 在根轨迹图上绘制极坐标网格线。如希望得到特定ξ 的直线轨迹（如ξ = 0.5 和ξ = 0.707）及特定的ωn 的圆轨迹（如 0.5 ωn = 的圆、 1 ωn = 的圆和 2 ωn = 的圆）， 可以采用如下命令： sgrid([0.5,0.707],[0.5,1,2]) 求根轨迹上任意点的增益 K 在闭环系统的 MATLAB分析中，经常希望得到根轨迹上任意点的增益值 K， 可以采用命令[K,r]=rlocfind (num，den) 或 [K,r]=rlocfind (A,B,C,D)之一来完成， 其中 r 是闭环极点。命令 rlocfind（必须在 rlocus 之后调用）将可移动的 x y − 坐 标系覆盖在屏幕上。使用鼠标将 x y − 坐标系的原点置于根轨迹上希望的点并点 击鼠标键，MATLAB 就会显示该点的坐标、该点的增益值及与该增益值对应的 闭环极点。如果所选的点不在根轨迹上，那么命令 rlocfind 就给出该点的坐标、 该点的增益值及与这个 K 值相应的的闭环极点位置。注意，s 平面上的每个点都 对应一个增益值。 三、实验内容 1.考虑如图所示的系统，其开环传递函数如下所示，试用 MATLAB 绘制a 取不 同值时的根轨迹，并分析a 对系统性能的影响（要求写出程序和分析过程）。 （提示：可参考 P117 例 4-12 和例 4-13） （a） * 2 ( ) ( ) ( 2 2) K s a G s s s s + = + + ， （b） * ( ) ( )( 2) K G s s s a s = + +
2.某单位负反馈系统的开环传递函数为：G(s)=K六-2s+2用MATLABs(s2 +3s+2)画出根轨迹图，试找到（1）能使系统稳定的K*取值范围（要求写出程序和分析过程）：（2）能使系统衰减振荡的K取值范围（要求写出程序和分析过程）；（3）能使系统无超调的K取值范围（要求写出程序和分析过程）。3.考虑下图所示的飞行器单轴姿态控制系统，其中比例微分（PD）控制器的K,/K，=5。试用MATLAB软件绘制根轨迹，并求出K,/J和K,/J的值，使得系统单位阶跃响应的调节时间t,≤4s（2%误差带），超调量M，≤10%。（要求绘制根轨迹，写出程序和分析过程）。飞行器模型PD控制器96t1→实际姿态Kj+ Ks预期姿态京4.某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)=+P)=品,用MATLAB画出 p变s?+4s+10化时（0<p<o）的根轨迹图，并确定p的取值范围，使闭环系统稳定。（要求写出程序、分析过程）
2.某单位负反馈系统的开环传递函数为： 2 * 2 2 2 ( ) ( 3 2) s s G s K s s s − + = + + ，用 MATLAB 画出根轨迹图，试找到 （1）能使系统稳定的 * K 取值范围（要求写出程序和分析过程）； （2）能使系统衰减振荡的 * K 取值范围（要求写出程序和分析过程）； （3）能使系统无超调的 * K 取值范围（要求写出程序和分析过程）。 3.考虑下图所示的飞行器单轴姿态控制系统，其中比例微分（PD）控制器的 1 2 K K/ 5 = 。试用 MATLAB 软件绘制根轨迹，并求出 2 K J/ 和 1 K J/ 的值，使得 系统单位阶跃响应的调节时间 ≤ 4 s t s（2%误差带），超调量 M p ≤10% 。（要求绘 制根轨迹，写出程序和分析过程）。 4.某单位负反馈系统的开环传递函数为 2 (1 ) ( ) 4 10 p s p G s s s + − = + + ，用 MATLAB 画出 p 变 化时（0 < < ∞ p ）的根轨迹图，并确定 p 的取值范围，使闭环系统稳定。（要求 写出程序、分析过程）
实验3线性系统串联校正分析一。实验目的1.加深了解串联校正装置对系统性能的影响。2.对给定系统进行串联校正设计，并使用模拟电路装置实现校正网络。3.比较串联超前校正、串联滞后校正、串联超前-滞后校正的特点，二，实验原理1.串联校正装置分为有源和无源两类。无源串联校正装置通常由RC无源网络够构成：有源串联校正装置通常由运放加RC网络构成，其参数可根据需要调整。串联校正装置一般接在系统误差测量点之后和放大器之前，串联于系统前向通道之中，可设计成为超前校正、之后校正或超前-滞后校正装。2.串联校正原理（1）串联超前校正：实质是利用相位超前，通过选择适当参数使出现最大超前角时的频率接近系统幅值穿越频率，使剪切频率后移，相位角超前，从而有效地增加系统的相位裕度，提高系统的相对稳定性。当系统有满意的稳态性能而动态响应不符合要求时，可采用超前校正。（2）串联滞后校正：利用校正后系统幅值穿越频率左移，使剪切频率前移，增大幅值裕度，改善动态性能。如果使校正环节的最大滞后相角的频率远离校正后的幅值穿越频率而处于相当低的频率上，就可以使校正环节的相位滞后对应相角裕度的影响尽可能小。特别是当系统满足静态要求，不满足幅值裕度和相角裕度，而且相频特性在幅值穿越频率附近相位变化明显时，采用滞后校正能得到较好的效果。（3）串联超前-滞后校正，如果单独用超前校正相角不够大，不足以使相角裕度满足要求，而单独用滞后校正幅值穿越频率又太小，保证不了响应速度时，则需用超前-滞后校正，改善幅频特性，剪切频率前移，增大幅值裕度，改善动态性能。三．实验内容1.串联超前校正系统模拟电路图如图1所示，图中开关S断开对应未校正状态，接通时对应加入超前校正。系统方框图如图2所示。比较系统校正前后动态响应过程，总结串联超前校正对系统产生的作用
实验 3 线性系统串联校正分析 一．实验目的 1．加深了解串联校正装置对系统性能的影响。 2. 对给定系统进行串联校正设计，并使用模拟电路装置实现校正网络。 3. 比较串联超前校正、串联滞后校正、串联超前-滞后校正的特点。 二．实验原理 1.串联校正装置分为有源和无源两类。无源串联校正装置通常由 RC 无源网络 够构成；有源串联校正装置通常由运放加 RC 网络构成，其参数可根据需要调整。 串联校正装置一般接在系统误差测量点之后和放大器之前，串联于系统前向通道 之中，可设计成为超前校正、之后校正或超前-滞后校正装。 2.串联校正原理 （1）串联超前校正：实质是利用相位超前，通过选择适当参数使出现最大超 前角时的频率接近系统幅值穿越频率，使剪切频率后移，相位角超前，从而有效 地增加系统的相位裕度，提高系统的相对稳定性。当系统有满意的稳态性能而动 态响应不符合要求时，可采用超前校正。 （2）串联滞后校正：利用校正后系统幅值穿越频率左移，使剪切频率前移， 增大幅值裕度，改善动态性能。如果使校正环节的最大滞后相角的频率远离校正 后的幅值穿越频率而处于相当低的频率上，就可以使校正环节的相位滞后对应相 角裕度的影响尽可能小。特别是当系统满足静态要求，不满足幅值裕度和相角裕 度，而且相频特性在幅值穿越频率附近相位变化明显时，采用滞后校正能得到较 好的效果。 （3）串联超前-滞后校正，如果单独用超前校正相角不够大，不足以使相角 裕度满足要求，而单独用滞后校正幅值穿越频率又太小，保证不了响应速度时， 则需用超前-滞后校正，改善幅频特性，剪切频率前移，增大幅值裕度，改善动 态性能。 三．实验内容 1.串联超前校正 系统模拟电路图如图 1 所示，图中开关 S 断开对应未校正状态，接通时对应 加入超前校正。系统方框图如图 2 所示。比较系统校正前后动态响应过程，总结 串联超前校正对系统产生的作用
LF,luF200kQ5kQSR2200kQ左HF100k2100kQ100kQr(t)c(t)D/A1100kQRIA/D100kQ100kQ100kQ100kQT1图1串联超前校正电路图R(s)C(s)110G:(s)0.2s+1s图2串联超前校正系统方框图2(0.055s+1)图中，Gl(s)=20.005s+12.串联滞后校正系统模拟电路图如图3所示，开关S断开对应未校正状态，接通加入滞后校正。系统方框图如图4所示。比较系统校正前后动态响应过程，总结串联滞后校正对应系统产生的作用。1OuFC.IUF100kQ.luF100kQ500kQSR2100k2100kQ100kQr(t)50kQc()D/A100kR,A/D,THF100kQ100kQ100k@图3串联滞后校正电路图
图 1 串联超前校正电路图 图 2 串联超前校正系统方框图 图中， 1 2(0.055s 1) ( ) 0.005 1 G s c s + = + 2.串联滞后校正 系统模拟电路图如图 3 所示，开关 S 断开对应未校正状态，接通加入滞后校 正。系统方框图如图 4 所示。比较系统校正前后动态响应过程，总结串联滞后校 正对应系统产生的作用。 图 3 串联滞后校正电路图